Question

5．選用下列器材測(cè)定某型號(hào)手機(jī)所用鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻在幾歐到幾十歐之間）
A．電壓表V（量程6V，內(nèi)阻約為6.0kΩ）      B．電流表A（量程2mA，內(nèi)阻約為50Ω）
C．電阻箱R（0～999.9Ω）                D．開(kāi)關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

（1）某同學(xué)從上述器材中選取了電流表和電阻箱測(cè)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，你認(rèn)為可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由．
（2）用上述器材中的電壓表和電阻箱測(cè)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)（2）中實(shí)驗(yàn)電路測(cè)得的5組U、R數(shù)據(jù)，已在圖2中$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$坐標(biāo)系中描出了各點(diǎn)，請(qǐng)作出圖象．根據(jù)圖象求得E=3.8 V，r=10.9Ω．

Answer 1

分析 （1）測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，需要測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)電流表量程分析答題．
（2）根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行分析，明確正確的測(cè)量電路；
（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象；由閉合電路的歐姆定律求出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式及圖象求出電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)要測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電路電流變化范圍應(yīng)較大，由題意可知，電流表量程為2mA，電流表量程太小，不能測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不可行．
（2）由以上分析，電流表量程太小，故只能采用伏阻法進(jìn)行測(cè)量；設(shè)計(jì)電路如圖所示；
（3）根據(jù)坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示；
在閉合電路中，E=U+Ir=U+$\frac{U}{R}$r，$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{ER}$，
圖象與縱軸的截距：0.26=$\frac{1}{E}$，E≈3.8V，$\frac{r}{E}$=$\frac{0.60-0.40}{0.12-0.05}$≈2.86，
r=10.9Ω；利流表量程太小，不能測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（2）如右圖所示
（3）3.8；10.9

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)；應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$的表達(dá)式、作出圖象是正確解題的關(guān)鍵．